基于颗粒自碰撞的废铅膏脱硫新方法实验研究

发布时间：2017-07-29 15:24

  本文关键词：基于颗粒自碰撞的废铅膏脱硫新方法实验研究

  更多相关文章： 铅酸蓄电池 铅膏 脱硫 表面更新

【摘要】：铅酸蓄电池作为一种动力能源目前被广泛应用于电动车、通讯、信息、国防等领域。我国每年约有1.1亿只铅酸蓄电池报废,其中含铅300多万吨,再生回收铅酸蓄电池不仅是铅资源循环利用发展的需要,同时也能减少铅对生存环境造成破坏。进口技术装备对中国国情的适应性不好,而自主技术装备储备又不足,国家推行铅酸蓄电池清洁再生工艺曾一度受阻。铅膏脱硫是清洁再生过程的核心之一,围绕其开展基础与应用研究,对蓄电池清洁再生与铅资源循环行业进步和产业升级意义很大。在充分认识铅膏特性基础上,利用碳酸钠作为脱硫剂,针对铅膏脱硫反应产物层包裹反应物、阻碍反应进行的问题开展研究,提出一种基于铅膏颗粒自碰撞的废铅膏脱硫系统,构建基于“颗粒自碰撞”表面强制更新反应系统,达到铅膏高效脱硫、过程节能环保的效果。首先对碳酸钠铅膏脱硫过程进行了传质分析,得出内扩散作用为铅膏脱硫过程的主要控制步骤,碳酸铅的包裹为主要影响脱硫速率和效率低的原因。根据传质分析,提出了“表面更新”的理论,即通过外力的作用及时去除包裹在固体表面的碳酸铅颗粒,使反应能够迅速进行,提高反应的脱硫效率。实验室搭建小型基于颗粒自碰撞机制的铅膏脱硫实验装置,实验得出该系统在铅膏脱硫过程中的反应条件：反应浆液的最佳pH范围为8-10之间,当碳酸钠与硫酸铅的摩尔比为1.0～1.1：1时,该反应系统脱硫效率最高,并且pH值能够保持在10以下；铅膏的脱硫效率随温度的升高而升高,当反应温度达到40℃以上时,该系统的脱硫效率已经能够满足工业需求；当浆液浓度在20-70%时,铅膏最终的含硫量能够稳定低于0.5%,满足生产需求。最后在废铅酸蓄电池回收现场组建了中试实验装置,直接利用破碎后产生的铅膏浆液进行中试实验,结果表明：新型反应系统的脱硫效率远远要好于传统搅拌釜式反应,在反应30min以后,铅膏的最终含硫量稳定低于0.5%,满足生产需求。
【关键词】：铅酸蓄电池 铅膏 脱硫 表面更新
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：X705
【目录】：

• 摘要4-5
• abstract5-9
• 第1章 绪论9-24
• 1.1 引言9
• 1.2 铅酸蓄电池简介9-13
• 1.2.1 铅酸蓄电池现状9-11
• 1.2.2 铅酸蓄电池的构成和原理11-12
• 1.2.3 铅酸蓄电池失效原因12-13
• 1.3 铅膏再生的主要技术13-21
• 1.3.1 铅膏高温火法熔炼技术14
• 1.3.2 铅膏湿法再生技术14-19
• 1.3.3 铅膏脱硫低温熔炼技术19-21
• 1.4 研究目的、意义及内容21-23
• 1.5 课题来源23-24
• 第2章 实验材料与方法24-28
• 2.1 实验原料24-25
• 2.1.1 铅膏来源24
• 2.1.2 铅膏物相分析24-25
• 2.1.3 铅膏粒度分布25
• 2.2 铅膏脱硫工艺流程25
• 2.3 实验分析方法25-28
• 2.3.1 实验评价指标25-26
• 2.3.2 铅膏中含硫率的测定26-28
• 第3章 铅膏脱硫反应动力学分析28-35
• 3.1 实验试剂及仪器28-29
• 3.2 反应过程及传质分析29-30
• 3.3 铅膏脱硫反应过程分析30-33
• 3.3.1 化学反应对铅膏脱硫效率的影响30-31
• 3.3.2 外扩散作用对铅膏脱硫效率的影响31
• 3.3.3 内扩散作用对铅膏脱硫效率的影响31-32
• 3.3.4 铅膏脱硫前后的SEM分析32-33
• 3.4 表面更新铅膏脱硫机制33-34
• 3.5 本章小结34-35
• 第4章 基于颗粒自碰撞的铅膏脱硫小试实验研究35-44
• 4.1 实验试剂和仪器35-36
• 4.1.1 实验试剂35
• 4.1.2 实验仪器35-36
• 4.2 实验装置和原理36-38
• 4.2.1 实验装置及流程36-37
• 4.2.2 实验原理37-38
• 4.3 实验结果与讨论38-42
• 4.3.1 碳酸钠的量对铅膏脱硫效率的影响38-39
• 4.3.2 反应温度对铅膏脱硫效率的影响39-40
• 4.3.3 浆液浓度对铅膏脱硫效率的影响40-41
• 4.3.4 铅膏粒径对铅膏脱硫效率的影响41
• 4.3.5 铅膏反应前后XRD分析41-42
• 4.4 本章小结42-44
• 第5章 基于颗粒自碰撞的铅膏脱硫中试实验研究44-52
• 5.1 实验装置和原料44-45
• 5.1.1 实验装置44-45
• 5.1.2 实验原料45
• 5.2 实验结果与讨论45-51
• 5.2.1 实验条件45-47
• 5.2.2 两种管式反应器在双相流中的脱硫性能47-48
• 5.2.3 两种管式反应器在三相流中的脱硫性能48-49
• 5.2.4 不同流速下脱硫效率的变化49-50
• 5.2.5 实验结果的平行校验50-51
• 5.3 本章小结51-52
• 第6章 结论与展望52-55
• 6.1 结论52-53
• 6.2 创新点53
• 6.3 展望53-55
• 参考文献55-60
• 致谢60-61
• 附录：攻读硕士期间发表的学术论文61

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赵安平;浅谈煤炭燃前脱硫技术现状及展望[J];煤;2004年01期

2 景国东;浅谈煤炭脱硫技术[J];煤矿现代化;2004年01期

3 喻舒;煤炭燃前脱硫技术[J];电站系统工程;2005年05期

4 廖继勇;毕学工;熊玮;周少丰;姜广森;;关于烧结废气脱硫技术发展现状的分析[J];南方金属;2006年01期

5 邱亚林;杨丽;许守东;俞炳丰;;煤的微生物浸出脱硫技术[J];陕西煤炭;2006年01期

6 周桂铨;;煤炭脱硫技术和环境保护[J];矿业快报;2006年07期

7 张泽;王钦;;脱硫企业自强是赢得市场的最高法则[J];环境;2006年11期

8 孟凡才;;高效物理洗选脱硫新技术[J];化工之友;2007年17期

9 常西亮;樊彩梅;;煤燃前脱硫新技术[J];山西化工;2007年05期

10 郝振佳;曹新鑫;焦红光;;微波技术在煤脱硫领域中的应用及发展[J];上海化工;2009年11期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 肖友国;刘静;;脱硫中的硫资源回收[A];第十一届全国电除尘学术会议论文集[C];2005年

2 曾鸣;尚德兴;徐志强;张荣曾;;煤泥燃烧复合脱硫技术的研究[A];中国环境科学学会2009年学术年会论文集（第二卷）[C];2009年

3 罗春;彭民浩;彭辉;李萍;桂贤丰;;关于燃煤锅炉化学脱硫技术的初步研究[A];第十届中国科协年会论文集（二）[C];2008年

4 张永照;;燃煤锅炉脱硫技术综述[A];2004'中国西安锅炉节能环保技术交流研讨会论文集[C];2004年

5 杨润全;王怀法;;煤中黄铁矿赋存状态与分选脱硫技术[A];2005年全国选煤学术会议论文集[C];2005年

6 王薇;;火电厂利用循环流化床原理的两种脱硫技术[A];“建设资源节约型、环境友好型社会——节能、环保、可持续发展”研讨会论文集[C];2006年

7 李达志;张亚通;;离子液循环吸收法脱硫技术[A];烧结工序节能减排技术研讨会文集[C];2009年

8 赵伟;;新型脱硫技术在矿区环境保护中的应用[A];第七次煤炭科学技术大会文集（下册）[C];2011年

9 袁运法;郑建国;刘永川;;电石渣脱硫的方法[A];第二届脱硫技术及脱硫石膏、脱硫灰（渣）处理与利用大会论文集[C];2008年

10 刘建秋;;烧结厂脱硫方法的分析与选择[A];2010年全国冶金安全环保学术交流会论文集[C];2010年

中国重要报纸全文数据库 前10条

1 陈继军;看厂下菜碟：陕西化企脱硫之路[N];中国化工报;2007年

2 本报记者 李层;恶性竞争严重 脱硫产业路在何方[N];中国电力报;2007年

3 陈立勋;梅山脱硫技改工程投入生产[N];中国冶金报;2003年

4 记者 徐红;湿式镁法脱硫工艺省钱又生钱[N];中国化工报;2013年

5 史跃展;竖炉脱硫“渣”吃香[N];中国冶金报;2014年

6 本报记者 高翔　贾晓静;脱硫攻坚 除尘升级[N];中国冶金报;2011年

7 本报记者　 冯永锋;电厂脱硫: 莫把机遇当包袱[N];光明日报;2006年

8 本报特约撰稿人 王维兴;钢厂烧结脱硫技术如何选择？[N];中国冶金报;2014年

9 赵建国;自主研发脱硫技术产业化前景广阔[N];中国知识产权报;2008年

10 张振国 包向军 赵鹏 何亚斌;我国焦炉煤气脱硫技术现状[N];世界金属导报;2010年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 舒陈华;基于硼氢化钠还原的燃料脱硫新方法研究[D];上海交通大学;2014年

2 郭智慧;电解法再生离子液体氧化脱硫工艺的应用基础研究[D];北京化工大学;2014年

3 王捷;超临界Ir-Ta催化氧化降解焦化脱硫废液的研究[D];武汉科技大学;2016年

4 李元虎;废胶粉的生物法与化学法脱硫再生技术、机理及结构与性能研究[D];北京化工大学;2012年

5 李登新;煤的电化学脱硫基础研究[D];华东理工大学;2000年

6 王丽英;鞍钢铁水预处理脱硫扒渣全组分利用研究[D];东北大学;2011年

7 徐晖;烟气钠碱脱硫吸收富液超声波解吸方法研究[D];天津大学;2010年

8 铁占续;微粉煤燃前干法永磁高梯度磁选脱硫基础研究[D];中国矿业大学;2009年

9 赵改菊;含碱工业废弃物硫化反应特性与机理实验研究[D];山东大学;2007年

10 马云倩;多酸及功能化离子液体绿色脱硫体系性能研究[D];山东大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 陈晨;镁法脱硫废液中油类物质去除实验研究[D];大连海事大学;2015年

2 赵东梅;炼焦煤介电特性及微波脱硫研究[D];中国矿业大学;2015年

3 曾维晨;炼焦煤微波与超声波联合脱硫研究[D];中国矿业大学;2015年

4 夏支仙;微波煤脱硫的关键技术研究[D];电子科技大学;2014年

5 李超;微生物菌脱硫废胎面胶粉工艺技术与效果评估[D];北京化工大学;2015年

6 姚子茂;KR脱硫工艺中搅拌器结构优化设计[D];江西理工大学;2015年

7 祁晓辉;CNG母站脱硫脱水设备工艺优化研究[D];东北石油大学;2015年

8 程少伟;300MW燃煤矸石循环流化床锅炉辅助脱硫技术研究[D];华北电力大学;2015年

9 谢礼健;HPF法脱硫废液中二种盐的收率及纯度影响因素的研究[D];辽宁科技大学;2015年

10 林燕;Merrifield resin负载化咪唑离子液体的合成及其脱硫性质研究[D];中国石油大学(华东);2014年

，

本文编号：589834